高中物理 17.3《崭新的一页：粒子的波动性》教学设计 新人教版选修3-5

崭新的一页：粒子的波动性教学设计【教学目标】1知识与技能（1）知道光、实物粒子具有波粒二象性；（2）知道德布罗意假设的内容，公式表达；（3）了解德布罗意波的验证过程。2过程与方法（1）沿着物理学家的研究过程展开教学，尽量再现物理学家的思想和研究方法。（2）通过“小练习”对比，进而理解宏观物体的波动性不明显，并找到验证物质波的方法。3情感态度与价值观（1）感受人类对光认识的美好、曲折过程，欣赏物理学的对称美，体会蕴含的哲学思想。（2）从科学家的工作中感悟科学探究：如何向固有观念挑战，提出大胆猜想和假说，如何寻找有效的方法加以验证。（3）培养学生的科学文化素质科学方法、科学意识、科学精神。【教学重点】实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。【教学难点】实物粒子波动性的理解。【教学方法】学生阅读讨论交流教师讲解归纳总结。【教学用具】课件：PP演示文稿，多媒体教学设备。【课时安排】1 课时 【教学过程】一、引入新课大家请看窗户，上面粘有报纸，是为了遮挡什么呢？光！光究竟是什么呢？（大屏幕展示了人类对光认识的过程）从远古的微粒说到20世纪的光子说经历了一个漫长的过程，但19世纪以来，在光学上，与波动方面的研究相比，忽视了粒子方面的研究，而在实物粒子的研究上，是否也有错误的认识呢？本节课我们共同学习崭新的一页，粒子的波动性。二、新课教学（一）光的波粒二象性（阅读教材P37页第一至三段并完成学案相应内容，时间3分钟）自学提纲：（见学案）学生：自学教师：巡回指导，提问检测自学效果学生：回答学案相应问题教师设疑：我们已知道光的波粒二象性的内容，那么应该如何理解它呢？请同学们观察光子的双缝干涉图样，并完成思考与讨论。思考与讨论：从图样可知单个或少量光子表现什么特性，大量光子表现什么特性？学生：分小组讨论，教师：巡回指导，提问检测学生：个别或少量光子易显示出光的粒子性；大量光子显示出波动性。点拨归纳：光的波粒二象形的理解个别或少量光子易显示出光的粒子性，大量光子显示出波动性；波动性、粒子性都是光的本身属性,不可分离。跟踪训练1下列现象说明光具有波粒二象性的是（ ）A光的偏振和干涉 B光的衍射和干涉C光的干涉和光电效应 D光的衍射和康普顿效应（二）实物粒子的波动性教师设疑：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子的？带着这一问题阅读教材，并完成学案相应内容，时间3分钟。自学提纲：（见学案）学生：自学。教师：巡回指导，提问检测自学效果。学生：回答学案相应内容。教师：类比的方法是研究问题的基本方法，希望大家在以后的学习中应用。总结：德布罗意的总结承上启下。德布罗意假设实物粒子也具有波动性；每个运动的粒子都与一个对应的波相联系。德布罗意波与实物粒子相联系的波，也叫物质波。强调：任何物体，小到电子大到太阳都是实物粒子。德布罗意波的频率公式德布罗意波的波长公式学生：朗读小结内容1分钟，达到熟背，并说出各个字母的物理意义。跟踪训练（请一位同学到黑板演板）2一质量为001 kg，速度为300 m/s的子弹，则它的德布罗意波长为多大？思考与讨论：通过上题的计算，说一说为什么我们没有观察到宏观物体的波动性？学生回答：宏观物体的德布罗意波长非常小，远远小于障碍物的尺寸。（三）物质波的实验验证教师设疑：德布罗意的假设又是如何被验证的呢？请同学们阅读教材P38页第五至九段内容并完成学案相应内容，时间4分钟。自学提纲：（见学案）教师：巡回指导，提问检测学生：回答。教师：戴维孙和汤姆孙的实验证明了德布罗意波的存在，从而使德布罗意获得了1929年的诺贝尔物理学奖，他们为此也获得了1937年的诺贝尔物理学奖。相信大家在不久的将来也会达到这种程度。教师：引导学生观察视频：重温历史电子的衍射学生：观看视频，思考如何理解德布罗意波？教师：播放视频中指引点拨，帮助学生理解德布罗意波。德布罗意波理解单个实物粒子也会表现出波动性。小结教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。巩固提高1下列说法正确的是（ ）A只有大量电子才能表现波动性 B只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，这种波叫做物质波D宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性2一个电子和一个质子具有同样的动能时，它们的德布罗意波长那个大？解析：引导学生自己分析解答，点评学生的解题过程。布置作业：教材P40页问题与练习第1、3题课后阅读：教材P39页科学漫步显微镜的分辨本领板书设计173崭新的一页：粒子的波动性光的波粒二象性光的本性具有波粒二象性光子能量和动量表达式：3波粒二象性的理解：二者不可分离粒子的波动性1德布罗意波实物粒子波。2德布罗意波的频率、波长公式： 实验验证成功实验：戴维孙电子束衍射实验汤姆孙附录：173崭新的一页：粒子的波动性学案设计人：徐建强 1知道光、实物粒子具有波粒二象性；2知道德布罗意假设的内容，公式表达；3了解物质波的验证过程。重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。难点：实物粒子的波动性的理解。自学指导：一、光的波粒二象性自学提纲（阅读教材P37第一至三段并完成以下内容，时间3分钟）1光的干涉和衍射现象说明光具有 性， 效应和 效应说明光子具有粒子性。2光子既有粒子的特性，又有波的特性；即光具有 二象性。 3光子的能量= ，光子的动量P= ； 架起了粒子性与波动性的桥梁。引导观察：光子的双缝干涉图样思考与讨论：从图样可知单个或少量光子表现什么特性，大量光子表现什么特性？ 点拨归纳：光的波粒二象性的理解个别或少量光子易显示出光的粒子性；大量光子显示出波动性,波动性、粒子性都是光的本身属性, 不可分离跟踪训练1下列现象说明光具有波粒二象性的（ ）A光的偏振和干涉 B光的衍射和干涉C光的干涉和光电效应 D光的衍射和康普顿效应二、实物粒子的波动性自学提纲：（阅读教材P37第四至七段并完成以下内容时间3分钟）1德布罗意假设的内容？他用什么方法提出的？ 2德布罗意波的概念？ 3德布罗意波的频率，波长公式？ 强调：任何物体，小到电子、质子大到太阳都是实物粒子。跟踪训练2一质量为001kg，速度为300m/s的子弹，则它的德布罗意波长为多大？思考与讨论：通过上题的计算说一说，为什么不易观察到宏观物体的波动性？ 三、物质波的实验验证自学提纲：（阅读教材P38第五至九段内容并完成以下内容时间4分钟）1如何验证光是一种波？ 2如何验证德布罗意波？ 3历史上有哪些成功的实验？1927年 和 利用晶体做了 的实验，得到了衍射图样。 点拨：单个实物粒子也会表现出波动性。四、小结总结出本节课所学内容： 巩固提高1下列说法正确的是（ ）A只有大量电子才能表现波动性 B只有像电子、质子、中子